JP2002509367A - Cleaning / buffing polishing equipment used in wafer processing equipment - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 【課題】 ウエハの両面を同時にバフ研磨する又はスクラブするためのシステム等の半導体ウエハ処理システムを提供する。 【解決手段】 ウエハの両面を同時にバフ研磨する又はスクラブするためのシステム等の半導体ウエハ処理システムであって、化学溶液と共に使用する処理ボックスと、半導体基板又は別の同様な半導体材料又は素子を位置決めする位置決め装置と、バフ研磨パッド又はスクラブブラシを載置する載置装置とを含む。 (57) Abstract: A semiconductor wafer processing system such as a system for simultaneously buffing or scrubbing both surfaces of a wafer is provided. A semiconductor wafer processing system, such as a system for simultaneously buffing or scrubbing both sides of a wafer, for positioning a processing box for use with a chemical solution and a semiconductor substrate or another similar semiconductor material or element. And a mounting device for mounting a buffing pad or a scrub brush.
Description
【0001】[0001]
本発明は、半導体ウエハ処理に関し、特に詳しくは、本発明は、半導体ウエハ
のバフ研磨および洗浄に用いられる装置に関する。The present invention relates to semiconductor wafer processing, and more particularly, the present invention relates to an apparatus used for buffing and cleaning semiconductor wafers.
【0002】[0002]
半導体産業で用いられる化学機械研磨(CMP)は、代表的には、誘電体被膜
表面を平坦にしたり、基板上にあるいは既に施した被膜上に堆積した余分な金属
性被膜を除去するために用いられる。平坦化を行うためには、特殊なフィラー材
料が添加されたポリウレタン等の比較的硬いパッド材料が使用される。広い面(
ウエハ全面)の平坦化を行うためには、一般に、より柔らかい基層が使用される
。平坦化処理の効率は、研磨スラリーの存在下で、誘電体被膜の高くなっている
部分を除去する研磨パッドの硬さに大きく依存している。従って、平坦化を行う
ことがCMPを実施する主たる目的であるので、硬いパッドが通常、使用される
。この平坦化の工程は、主要研磨工程または第一の研磨工程と呼ばれる。Chemical mechanical polishing (CMP), used in the semiconductor industry, is typically used to planarize a dielectric coating surface or remove excess metallic coating deposited on a substrate or previously applied coating. Can be In order to perform the planarization, a relatively hard pad material such as polyurethane to which a special filler material is added is used. Wide surface (
In order to planarize the entire surface of the wafer, a softer base layer is generally used. The efficiency of the planarization process is highly dependent on the hardness of the polishing pad that removes the elevated portions of the dielectric coating in the presence of the polishing slurry. Therefore, hard pads are typically used because planarization is the primary purpose of performing CMP. This flattening step is called a main polishing step or a first polishing step.
【0003】 残念ながら、硬い研磨パッドは、研磨表面上の欠陥を少なくするためには適し
ていない。このことから、主要研磨工程後に少量の材料を研磨して除去したり、
あるいは洗浄システムに供給する前にウエハ表面を単に「きれいにする」ために
、より柔らかい研磨パッドを装着した第二のプラテン(研磨テーブル)が使用さ
れる。別体の研磨テーブルで行われるこの「洗浄」工程ではDI水が使用され、
そしてこの工程はよく、バフ研磨と呼ばれる。研磨機械上にある別の研磨テーブ
ルのために、複雑さが加わり、スループットが減り、そして、研磨ツールのフッ
トプリントが増加する。これらの短所を回避するために、研磨装置外部でウエハ
洗浄作業のすべてを行うことは望ましいことである。[0003] Unfortunately, hard polishing pads are not suitable for reducing defects on the polishing surface. From this, a small amount of material can be polished and removed after the main polishing step,
Alternatively, a second platen (polishing table) with a softer polishing pad is used simply to "clean" the wafer surface before feeding it to the cleaning system. This "cleaning" process, which is performed on a separate polishing table, uses DI water,
This step is often called buffing. The additional polishing table on the polishing machine adds complexity, reduces throughput, and increases the footprint of the polishing tool. To avoid these disadvantages, it is desirable to perform all of the wafer cleaning operations outside of the polishing apparatus.
【0004】 普通のウエハスクラブシステムでは、ゆるいスラリー粒子をウエハ表面からき
れいに除去することができ、ウエハスクラブシステムの中には、ウエハ表面から
金属性のコンタミを除去できるスクラブシステムもある。普通のスクラバでは、
被膜に埋没していることが多い小さなスラリー粒子を除去するには効果がない。
ソフトな研磨パッド上での通常のバフ研磨により係る欠陥の大部分を除去して、
研磨された表面を十分に洗浄して、スクラブできるようにする。In a typical wafer scrub system, loose slurry particles can be cleanly removed from the wafer surface, and some wafer scrub systems can remove metallic contamination from the wafer surface. In a normal scrubber,
It is not effective in removing small slurry particles that are often buried in the coating.
By removing most of the defects by normal buffing on a soft polishing pad,
Thoroughly clean the polished surface so that it can be scrubbed.
【0005】 従って、スクラバのパフォーマンスを向上させ、かつ、主要CMP工程の後で
ウエハを洗浄することによって、特に、主要研磨工程とバフ研磨工程とを有する
2ステップCMP処理と同程度の欠陥レベルにすることが望ましい。[0005] Thus, by improving the performance of the scrubber and cleaning the wafer after the main CMP step, it is possible to achieve a defect level comparable to that of a two-step CMP process having a main polishing step and a buff polishing step. It is desirable to do.
【0006】 先行技術でウエハスクラブシステムがバフ研磨作業のために適用されていなか
ったのは、バフ研磨媒体の圧力および速度が、バフ研磨に必要とされるものより
も極めて小さかったからである。スクラブシステムの中には、ウエハ縁部を保持
しているために通常のバフ研磨圧力を加えるとウエハを破損してしまうことから
、バフ研磨を行うのに適してないスクラブシステムもある。[0006] The prior art did not apply a wafer scrub system for buffing operations because the pressure and speed of the buffing media was much lower than that required for buffing. Some scrub systems are not suitable for buffing because they hold the edge of the wafer and apply a normal buffing pressure to break the wafer.
【0007】 本発明は、バフ研磨作業を行うために特に設計された、改良されたウエハ洗浄
システムを提供する。本システムにより、非常に増大した圧力および速度を有す
るスクラバでウエハを処理することができ、応用範囲を広げることができる。本
装置はまた、処理パラメータの制御および変更により、バフ研磨又は通常のスク
ラブを同じステーションで、もしくは適した化学物質を用いる場合には別のステ
ーションで行うこともできる。The present invention provides an improved wafer cleaning system specifically designed for performing buffing operations. The system allows for processing of wafers with scrubbers having greatly increased pressures and velocities, thus expanding the range of applications. The apparatus can also perform buffing or regular scrubbing at the same station, or at a different station if a suitable chemistry is used, by controlling and changing processing parameters.
【0008】[0008]
半導体ウエハを処理するためのシステムについて説明する。本システムは、バ
フ研磨ステーションおよびバフ研磨ステーションに連結されたスクラブステーシ
ョンを含む。A system for processing a semiconductor wafer is described. The system includes a buffing station and a scrub station coupled to the buffing station.
【0009】 本発明については、以下の詳細な説明および本発明の各種実施例に関する添付
の図面から、十分に理解されるであろう。しかしながら、これは、単に、説明と
理解とのためのものであり、本発明を特定の実施例に限定するものではない。The present invention will become more fully understood from the detailed description below and the accompanying drawings, which illustrate various embodiments of the invention. However, this is merely for explanation and understanding, and is not intended to limit the invention to any particular embodiment.
【0010】[0010]
半導体ウエハを処理するシステムについて説明する。以下の説明において、成
分材料、速度、圧力等、多くの細目について述べられている。しかしながら、当
業者にとって明らかであろうことは、本発明は、これらの特定の細目を用いずに
実施できることである。別の例においては、周知の構造および装置について、本
発明を不明確にすることを避けるために、詳細にするというよりもむしろ、ブロ
ック図で示してある。A system for processing a semiconductor wafer will be described. In the following description, numerous details are set forth, such as component materials, velocities, pressures, and the like. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form, rather than in detail, in order to avoid obscuring the present invention.
【0011】[0011]
二以上のプラテンを有する典型的なポリシングシステムのための処理シーケン
スは、硬いパッドを用いたプラテン上での一つ又は二つの主要研磨工程と、ソフ
トなパッドを用いたプラテン上でのバフ研磨作業とを備えるが、新規に提案する
本発明での処理シーケンスは、ポリシング装置上では主要研磨工程のみを行い、
そして、向上したパフォーマンスを有するスクラバ上でバフ研磨作業を行う。本
処理シーケンスにより、ポリシング装置のスループットを極めて増大させること
ができ、バフ研磨プラテンを用いて主要研磨ができるようになる。The processing sequence for a typical polishing system with two or more platens is one or two major polishing steps on a platen with hard pads and a buffing operation on a platen with soft pads. However, the processing sequence in the present invention newly proposed, only the main polishing step on the polishing apparatus,
Then, a buffing operation is performed on a scrubber having improved performance. By this processing sequence, the throughput of the polishing apparatus can be extremely increased, and the main polishing can be performed using the buff polishing platen.
【0012】 プラテン1本のポリシングシステムに、この構成のスクラバを適用すれば、現
在のところ可能なものよりも高い品質(欠陥の少ない)のウエハを製造すること
ができる。If a scrubber of this configuration is applied to a single-platen polishing system, wafers of higher quality (less defects) than currently possible can be manufactured.
【0013】 係る向上により、ポリシング装置から、洗浄作業を行うことが極めて当然であ
る洗浄システム(スクラバ)まで、洗浄工程での負担をなくすことになる。さら
に、クリーン密閉処理チャンバの使用および別の化学物質を扱える能力のために
、スクラバ環境は、ポリシング装置よりも洗浄作業を行うのにより適している。
スクラバ上でバフ研磨工程を行うもう一つの利点は、ポリシング装置上で前面の
みがバフ研磨される時に、ウエハの両面を同時にバフ研磨できることである。With such an improvement, the burden on the cleaning process from the polishing apparatus to the cleaning system (scrubber) where it is very natural to perform the cleaning operation is eliminated. Further, due to the use of clean sealed processing chambers and the ability to handle other chemicals, the scrubber environment is more suitable for performing cleaning operations than polishing equipment.
Another advantage of performing the buffing step on the scrubber is that both sides of the wafer can be simultaneously buffed when only the front side is buffed on the polishing apparatus.
【0014】 本発明は、半導体ウエハを処理するためのシステムを提供する。一実施例にお
いては、本システムは、バフ研磨ステーションとスクラブステーションとを含む
。一実施例においては、バフ研磨ステーションでウエハの二面(例えば、対向す
る面等)を同時にバフ研磨する。一実施例においては、バフ研磨ステーションで
ウエハの対向する面をバフ研磨し、ウエハのバフ研磨が完了した後で、スクラブ
ステーションでウエハの両面のブラシスクラブを行う。The present invention provides a system for processing a semiconductor wafer. In one embodiment, the system includes a buffing station and a scrub station. In one embodiment, two surfaces (eg, opposing surfaces, etc.) of a wafer are simultaneously buffed at a buffing station. In one embodiment, the opposing surfaces of the wafer are buffed at a buffing station, and after the buffing of the wafer is completed, brush scrubbing of both sides of the wafer is performed at a scrubbing station.
【0015】 一実施例においては、バフ研磨ステーションが、一以上のバフ研磨エレメント
を含んでおり、少なくとも第一のアセンブリにより位置決めされるエレメントを
一つ含んでいる。同様に、スクラブステーションは、一以上のスクラブエレメン
トを含んでいて、第二のアセンブリにより位置決めされるエレメントを少なくと
も一つ含んでいる。そして、第一と第二のアセンブリの一部は実質的に同じであ
る。バフ研磨エレメントとスクラブエレメントとは、パッドおよび/又はブラシ
を備えることもできる処理エレメントである。In one embodiment, the buffing station includes one or more buffing elements and at least one element positioned by the first assembly. Similarly, the scrub station includes one or more scrub elements and at least one element positioned by the second assembly. And a portion of the first and second assemblies are substantially the same. The buffing and scrubbing elements are processing elements that can also include pads and / or brushes.
【0016】 一実施例においては、バフ研磨ステーションは、ブラシスクラブステーション
等の、もう一つのスクラブステーションとして構成可能である。一実施例におい
ては、バフ研磨ステーションは、ブラシやパッドあるいは他のバフ研磨媒体とい
った処理エレメントを用いて、半導体ウエハに各種の圧力を加えるように構成可
能なアセンブリを含む。これらの各種圧力には、半導体ウエハをスクラブするの
に十分な圧力の第一の組と、半導体ウエハをバフ研磨するのに十分な圧力の第二
の組とが含まれている。時間を違えて同じステーションでスクラブを行うにせよ
又はバフ研磨を行うにせよ、必要の場合には、いずれにしても適した化学物質を
使用しなければならない。In one embodiment, the buffing station can be configured as another scrub station, such as a brush scrub station. In one embodiment, the buffing station includes an assembly configurable to apply various pressures to the semiconductor wafer using processing elements such as brushes, pads, or other buffing media. These various pressures include a first set of pressures sufficient to scrub the semiconductor wafer and a second set of pressures sufficient to buff the semiconductor wafer. Whether scrubbing or buffing at the same station at different times, the appropriate chemistry must be used, if necessary.
【0017】 バフ研磨エレメント又はバフ研磨媒体を、単層のPVA材料又は多層の別の材
料から構成することができる。一実施例においては、バフ研磨(又は処理)エレ
メントを、その上面にPVA材料層を被覆したPETプラスチック等の、硬い、
化学物質耐性材料と、PVA層で覆われたソフト研磨パッドとから構成する。こ
の構成により、バフ研磨処理の間、有効な圧力をウエハに加えることができ、ウ
エハ接触面積が比較的大きいパッドが使用でき、そして、処理エレメントと標準
のスクラバ構成との互換性を維持できる。ウエハ裏面と接触する処理エレメント
を、全く同じものにもできるし、標準コアとスクラバに通常用いられるPVAブ
ラシとから構成することもできる。The buffing element or medium can be composed of a single layer of PVA material or multiple layers of another material. In one embodiment, the buffing (or treatment) element is formed from a hard, hardened material, such as PET plastic coated with a layer of PVA material on top.
Consist of a chemical resistant material and a soft polishing pad covered with a PVA layer. This configuration allows effective pressure to be applied to the wafer during the buffing process, allows the use of pads with relatively large wafer contact areas, and maintains compatibility of the processing element with standard scrubber configurations. The processing elements in contact with the backside of the wafer can be identical, or can consist of a standard core and a PVA brush commonly used in scrubbers.
【0018】 バフ研磨サイクル中の圧力の適用は、縦軸に沿って固定された下部処理エレメ
ントに対して上部処理エレメントを動かすことにより達成される。図2および以
下の説明を参照のこと。ウエハは処理エレメントの間に位置決めされ、破損する
ことなしに有効な負荷を受容することができる。The application of pressure during the buffing cycle is achieved by moving the upper processing element relative to the fixed lower processing element along the longitudinal axis. See FIG. 2 and the following description. The wafer is positioned between the processing elements and can receive an effective load without breaking.
【0019】 本発明は、ブラシアセンブリ又はパッドアセンブリと位置決めアセンブリとを
含む、処理ボックスを提供する。ブラシ/パッドアセンブリは、ウエハのバフ研
磨および/又は洗浄用の一組のパッドおよび/又はブラシと、ブラシおよび/又
はパッドを制御し、かつ、駆動する機構とを備える。本発明の位置決めアセンブ
リを使用して、処理システム内の各種構成要素および装置を位置決めすることも
できる。一実施例においては、係る構成要素には、ローラ、ホイール、ガイドや
一以上のロボット等の、ウエハ搬送装置およびウエハ操作装置が含まれる。例え
ば、本発明の法人譲渡人に対しすべて譲渡されている、1996年8月29日出
願の米国特許出願番号08/705,115号、『格納装置(Containment A
pparatus)』、1996年8月29日出願の米国特許出願番号08/705,1
62号、『ローラ位置決め装置(A Roller Positioning Apparatus)』お
よび1996年8月29日出願の米国特許出願番号08/705,161号、『
ブラシアセンブリ装置(A Brush Assembly Apparatus)』を参照のこと。The present invention provides a processing box that includes a brush or pad assembly and a positioning assembly. The brush / pad assembly includes a set of pads and / or brushes for buffing and / or cleaning the wafer, and a mechanism for controlling and driving the brushes and / or pads. The positioning assembly of the present invention can also be used to position various components and devices within a processing system. In one embodiment, such components include a wafer transfer device and a wafer handling device, such as rollers, wheels, guides, and one or more robots. For example, US patent application Ser. No. 08 / 705,115, filed Aug. 29, 1996, entitled "Containment A," all of which is assigned to the corporate assignee of the present invention.
pparatus), US Patent Application No. 08 / 705,1 filed August 29, 1996.
62, "A Roller Positioning Apparatus" and U.S. patent application Ser. No. 08 / 705,161, filed Aug. 29, 1996;
Brush Assembly Apparatus ".
【0020】 本発明の処理ボックスを、複数の処理ステーションを有するウエハ処理システ
ムに組み込むこともできる。例えば、ウエハ処理システムが、基板をバフ研磨お
よび/又は洗浄(例えば、スクラブ)するために一以上のステーションを備える
こともできる。本発明について、ウエハのブラシスクラブを行うことによる洗浄
という観点から説明しているが、スクラブ以外のウエハ洗浄技術を一以上の処理
ステーションで用いることもできる。The processing box of the present invention can also be incorporated into a wafer processing system having a plurality of processing stations. For example, a wafer processing system may include one or more stations for buffing and / or cleaning (eg, scrubbing) a substrate. Although the invention has been described in terms of cleaning by brush scrubbing the wafer, wafer cleaning techniques other than scrubbing may be used in one or more processing stations.
【0021】 本発明について、ウエハのバフ研磨およびスクラブと共に説明するが、即ち、
一般的に用いられる基板と同じ形状ならいずれのものでも、本発明により処理で
きることができる。さらに、ウエハ又は基盤に関しては、ドーピングされている
又はされていない裸半導体基板もしくは純粋半導体基板、エピタキシャル層を有
する半導体基板、処理段階のいずれかにおいて一以上の素子を組み込んだ半導体
基板、絶縁体上半導体(SOI:semiconductor-on-insulator)素子等の素子を
一以上組み込んだ他の形式の基板、もしくは、フラットパネルディスプレイ、ハ
ードディスク、マルチチップモジュール等の別の装置又は素子を処理するための
基板を含めることができる。The present invention will be described with buffing and scrubbing the wafer,
Any substrate having the same shape as a commonly used substrate can be processed according to the present invention. Further, with respect to a wafer or substrate, a bare or undoped bare or pure semiconductor substrate, a semiconductor substrate having an epitaxial layer, a semiconductor substrate incorporating one or more elements in any of the processing steps, on an insulator. A substrate of another type incorporating one or more devices such as a semiconductor (SOI: semiconductor-on-insulator) device or a substrate for processing another device or device such as a flat panel display, a hard disk, and a multi-chip module. Can be included.
【0022】 本発明は、標準のスクラブと比較して高いエネルギー(高圧で高速)で操作可
能なブラシ/パッドアセンブリを提供する。本発明のシステムでは、先行技術の
スクラバで通常用いられるよりも高い圧力で実施できる。本発明において、バフ
研磨の際に、本発明システムは、0.1ないし4psi(約0.2ないし20ポ
ンド)のダウン圧力、又はダウンフォースおよび毎分約40ないし120フィー
トの相対速度で操作する。対称的に、標準のスクラバでは、約0.1ないし0.
5psi(0.2ないし1ポンド)の圧力と毎分5ないし20フィートの相対速
度で操作する。典型的な先行技術でのポリシング装置では、2ないし4PSI(
100ポンド)のダウン圧力と毎分160ないし250フィートの相対速度でバ
フ研磨作業を行っている。The present invention provides a brush / pad assembly that can operate with higher energy (high pressure and speed) compared to a standard scrub. The system of the present invention can be operated at higher pressures than normally used in prior art scrubbers. In the present invention, during buffing, the system operates at a down pressure of 0.1 to 4 psi (about 0.2 to 20 pounds), or down force and a relative speed of about 40 to 120 feet per minute. . In contrast, with a standard scrubber, about 0.1 to 0.
Operate at a pressure of 5 psi (0.2 to 1 pound) and a relative speed of 5 to 20 feet per minute. In a typical prior art polishing apparatus, 2-4 PSI (
The buffing operation is performed at a down pressure of 100 pounds and a relative speed of 160 to 250 feet per minute.
【0023】[0023]
図1は、本発明の一実施例により用いられる、両面ウエハバフ研磨装置および
スクラバシステムの概念図を示している。本システムには、多数のステーション
が含まれている。これらのステーションはいずれも、ウエハバフ研磨および洗浄
処理における一以上の工程を概念的に示している。これらのステーションにはま
た、本処理における複数の工程の中の一工程を完了するハードウェアとソフトウ
ェアとを備えることができる。本処理には、ウエハに関するシステムにより実行
される工程が含まれている。一実施例においては、本システムは複数のウエハを
同時に処理可能な、すなわち、ある一時に、一以上のウエハを各ステーションで
処理することができる。FIG. 1 shows a conceptual diagram of a double-sided wafer buff polishing apparatus and a scrubber system used in one embodiment of the present invention. The system includes a number of stations. Each of these stations conceptually illustrates one or more steps in the wafer buffing and cleaning process. These stations can also include hardware and software that complete one of the steps in the process. This processing includes steps executed by a system relating to a wafer. In one embodiment, the system can process multiple wafers simultaneously, ie, one or more wafers can be processed at each station at a time.
【0024】 一実施例においては、本発明は、ウエハの酸性(低pH)洗浄処理を提供する
。本洗浄処理は、フッ化水素(HF)洗浄処理を備えることができる。耐腐食作
用のため、本システム内のプラスチック構成要素を、PET、アセタール(デル
リン:DELRIN)、テフロン、ポリプロピレン(ポリプロ:polypro
)、ポリウレタン等の材料から構成することもでき、また、金属性構成要素には
、ハステロイC276等のステンレス鋼を用いることもできる。本発明を、他の
洗浄工程およびシステムに応用することもできる。In one embodiment, the present invention provides an acidic (low pH) cleaning process for a wafer. The main cleaning process may include a hydrogen fluoride (HF) cleaning process. For corrosion resistance, the plastic components in the system are made of PET, acetal (DELRIN), Teflon, polypropylene (polypro).
), Polyurethane and the like, and stainless steel such as Hastelloy C276 can be used for the metallic component. The invention can be applied to other cleaning processes and systems.
【0025】 本発明のブラシアセンブリは、脱イオン(DI)水の使用を容易にするような
処理ボックスで作動することに注意すべきである。一実施例においては、本発明
の処理ボックスは、異なる化学物質を流す能力が十分にある。例えば、フッ化水
素(HF)を本発明の処理ボックス内に流すこともできる。重要なことは、本発
明が、ポリシング装置と同じ圧力を加える能力と、さらに、洗浄用の化学物質す
べてを処理する能力を提供することである。It should be noted that the brush assembly of the present invention operates in a processing box that facilitates the use of deionized (DI) water. In one embodiment, the processing box of the present invention is sufficiently capable of flowing different chemicals. For example, hydrogen fluoride (HF) can be flowed into the processing box of the present invention. Importantly, the present invention provides the ability to apply the same pressure as the polishing apparatus, and furthermore, treat all cleaning chemicals.
【0026】 汚いウエハをスクラバの一端部に装填し、洗浄されたウエハをスクラバのもう
一方の端部から取り出す。Load the dirty wafer into one end of the scrubber and remove the cleaned wafer from the other end of the scrubber.
【0027】 ロードステーション110(別名インプットステーション)において、オペレ
ータはカセット180をスクラバ内に装填する。カセット180は、多数の汚れ
たウエハを収納している。ウエハは、ロードステーション110から自動的に搬
送ベルト115上に移されてステーション120に移動する。搬送ベルト115
は、DCモータ193により移動する。ウエハ101は、カセット180から自
動的に取り出されて搬送ベルト115上に位置決めされる汚いウエハを表してい
る。At the load station 110 (also known as the input station), the operator loads the cassette 180 into the scrubber. The cassette 180 stores a large number of dirty wafers. The wafer is automatically transferred from the load station 110 onto the transfer belt 115 and moves to the station 120. Conveyor belt 115
Is moved by the DC motor 193. Wafer 101 represents a dirty wafer that is automatically removed from cassette 180 and positioned on conveyor belt 115.
【0028】 ステーション120を、バフ研磨処理の一部としてウエハをバフ研磨するバフ
研磨装置として構成することもできるし、洗浄工程の一部としてウエハを洗浄す
るための構成にすることもできる。バフ研磨ステーション(バフ研磨処理の一部
)として構成された場合には、ステーション120では研磨されたウエハをバフ
研磨して(図示していないが噴射水流を)スプレーして、研磨されたウエハ10
2から粒子の大半を除去する。パッド121は、研磨されたウエハ102の両面
を同時にバフ研磨する。上部ブラシの高さは、ステッパモータ(図示せず)によ
り制御される。ローラ190は、研磨されたウエハ102を回転させる。The station 120 can be configured as a buff polishing apparatus that buffs a wafer as part of a buff polishing process, or can be configured to clean a wafer as part of a cleaning process. When configured as a buffing station (part of the buffing process), station 120 buffs the polished wafer and sprays the polished wafer (not shown, with a stream of water jet) to provide a polished wafer 10.
Remove most of the particles from 2. The pad 121 simultaneously buffs both sides of the polished wafer 102. The height of the upper brush is controlled by a stepper motor (not shown). Rollers 190 rotate the polished wafer 102.
【0029】 ブラシステーション(洗浄処理の一部)として構成された場合には、ステーシ
ョン120において、研磨されたウエハ102をブラシがけして(図示していな
いが噴射水流を)スプレーして、汚れたウエハ102から粒子の大半を除去する
。ブラシ121は、汚れたウエハ102の両面をスクラブする。上部ブラシの位
置は、ステッパモータ(図示せず)により制御される。ローラ190は、汚れた
ウエハ102を回転させる。一実施例においては、ウエハの縁部のベベル領域は
、ローラを用いて洗浄される。ローラとウエハとの間に作動速度差がある場合に
は、良好に洗浄することができる。When configured as a brush station (part of the cleaning process), the polished wafer 102 is brushed (sprayed with a jet of water (not shown)) at station 120 to clean Most of the particles are removed from the wafer 102. The brush 121 scrubs both sides of the dirty wafer 102. The position of the upper brush is controlled by a stepper motor (not shown). The rollers 190 rotate the dirty wafer 102. In one embodiment, the bevel area at the edge of the wafer is cleaned using a roller. When there is an operation speed difference between the roller and the wafer, the cleaning can be performed well.
【0030】 バフ研磨されたウエハあるいは既にバフ研磨済みのウエハは次に、ステーショ
ン130に自動的に移される。これは、第二のDCモータ(図示せず)により制
御される搬送ベルト116によって行われる。The buffed or already buffed wafer is then automatically transferred to station 130. This is performed by a transport belt 116 controlled by a second DC motor (not shown).
【0031】 ステーション130においては、バフ研磨されたウエハ又は既にバフ研磨済み
のウエハ103をブラシがけして(図示していないが噴射水流を)スプレーして
、ウエハ103から粒子の大半を除去する。ブラシ131は、一度ブラシがけさ
れたウエハ103の両面をスクラブする。ブラシ131のうちの上部ブラシの位
置は、ステッパモータ191により制御される。完了した場合には、二度ブラシ
がけされたウエハを次に、搬送ベルト117を介してスピンアンドドライステー
ション140に自動的に移動させる。At station 130, the buffed or already buffed wafer 103 is brushed (sprayed with a jet of water, not shown) and sprayed to remove most of the particles from wafer 103. The brush 131 scrubs both sides of the wafer 103 once brushed. The position of the upper brush among the brushes 131 is controlled by the stepper motor 191. When completed, the twice brushed wafer is then automatically moved to the spin and dry station 140 via the transport belt 117.
【0032】 上述のシステムは、ステーション120がウエハ洗浄用ブラシステーションか
、もしくは、ウエハバフ研磨用バフ研磨ステーションのいずれかとして構成され
ているが、ステーション130をブラシステーション又はバフ研磨ステーション
のいずれかとして構成することもできる。In the system described above, station 120 is configured as either a brush station for wafer cleaning or a buff polishing station for polishing a wafer, but station 130 is configured as either a brush station or a buff polishing station. You can also.
【0033】 スピンアンドドライステーション140は、ウエハをすすぎ、スピンし、そし
て乾燥させる。ウエハ104は、スピンアンドドライステーション140におい
て処理されるウエハを表している。この時点で、ウエハは洗浄されている。ある
特定のタイプのウエハでは、ロードステーション110、ステーション120お
よびステーション130の間は湿潤にしておかなければならない。ブラシがけと
すすぎが終了した後でのみ、このタイプのウエハをスピンし乾燥させることがで
きる。次に、スピンと乾燥が終わったウエハをアウトプットステーション150
に移動させる。A spin and dry station 140 rinses, spins and dries the wafer. Wafer 104 represents a wafer that is processed in spin and dry station 140. At this point, the wafer has been cleaned. Certain types of wafers must be wet between load station 110, station 120 and station 130. Only after brushing and rinsing are this type of wafer can be spun and dried. Next, the wafer after spinning and drying is output to output station 150.
Move to
【0034】 アウトプットステーション150においては、洗浄済みウエハをカセット18
1に収納する。ウエハ105は、カセット181に収納された洗浄済みウエハを
表している。洗浄済みウエハで一杯になった場合には、カセット181はオペレ
ータにより取り除かれる。これにより、洗浄処理は完了する。In the output station 150, the cleaned wafers are stored in the cassette 18.
Store in one. The wafer 105 represents a cleaned wafer stored in the cassette 181. When full of washed wafers, cassette 181 is removed by the operator. Thus, the cleaning process is completed.
【0035】 制御システムハウジング170は、本スクラバの制御システムの心臓部を備え
る多数の構成要素を収納している。制御システムハウジング170には、ホスト
ボード172を有するホストケージ171が含まれている。ホストボード172
は、本スクラバの全体的な制御を行っている。ホストボード172は通常、一以
上の物理的パッケージ内で実行される一以上のホストプロセッサを含んでいる。
ホストケージ171は、ホストボード172およびホストケージ内の他のボード
(例えば、センサーインプットボード、オペレータディスプレイ用ビデオカード
160、ホストボード172から残りの制御システムへの信号通信用ボード)の
支持部材となっている。The control system housing 170 houses a number of components that comprise the heart of the control system of the present scrubber. Control system housing 170 includes a host cage 171 having a host board 172. Host board 172
Has overall control of the scrubber. Host board 172 typically includes one or more host processors executing in one or more physical packages.
The host cage 171 serves as a support member for the host board 172 and other boards in the host cage (for example, a sensor input board, an operator display video card 160, and a board for signal communication from the host board 172 to the remaining control systems). ing.
【0036】 図2は、ブラシボックス105の側面図を示している。ブラシボックス106
は、実質的に同一であることに留意されたい。図2を参照すると、ブラシボック
ス105には、ウエハ両面を同時にスクラブするためのスクラブブラシを備える
ブラシアセンブリ210と、ブラシ旋回軸点213を有するブラシ駆動機構21
4とが含まれていることがわかる。これらについては以下で詳細に述べる。ブラ
シ駆動機構214は、駆動ブラシ211に連結されており、これについては以下
で詳細に述べる。FIG. 2 shows a side view of the brush box 105. Brush box 106
Are substantially identical. Referring to FIG. 2, the brush box 105 includes a brush assembly 210 having a scrub brush for simultaneously scrubbing both surfaces of the wafer, and a brush driving mechanism 21 having a brush pivot point 213.
4 is included. These are described in detail below. The brush driving mechanism 214 is connected to the driving brush 211, which will be described in detail below.
【0037】 ブラシボックス105には、インナーチャンバドレイン201も含まれている
ことに留意されたい。ベースコンテナ113内のドレインと対応するアウターチ
ャンバドレイン202についても示されている。ブラシボックス105はまた、
上述の排気パイプ203を含んでいる。ドレインにはすべて、本技術で周知の封
止が含まれている。各封止には、漏れ検出装置を含めることができる。一実施例
においては、アウターチャンバドレイン202をポリプロによって形成する。Note that brush box 105 also includes inner chamber drain 201. The outer chamber drain 202 corresponding to the drain in the base container 113 is also shown. The brush box 105 also
It includes the exhaust pipe 203 described above. All drains include a seal known in the art. Each seal may include a leak detection device. In one embodiment, the outer chamber drain 202 is formed by polypropylene.
【0038】 ブラシボックス105にはまた、インレット111が含まれている。インレッ
ト111は、ウエハが内部に送られる通路となる。ブラシボックス105はまた
、ウエハがブラシボックス105から出る際に、ローラ230等のローラとウエ
ハに洗浄溶液をスプレーするスプレーヘッド205および206を内蔵している
ことが示されている。一実施例においては、スプレーヘッドは、ブラシボックス
の入り口および出口とブラシボックス106の出口とに取り付けられる。代替の
実施例においては、スプレーヘッドを、ブラシボックス106の入り口に取り付
けることができる。スプレーヘッドおよびジェット噴流を使用する技術は、周知
技術である。The brush box 105 also includes an inlet 111. The inlet 111 is a passage through which the wafer is sent. The brush box 105 is also shown to incorporate rollers, such as rollers 230, and spray heads 205 and 206 for spraying a cleaning solution onto the wafer as the wafer exits the brush box 105. In one embodiment, the spray head is mounted at the entrance and exit of the brush box and at the exit of the brush box 106. In an alternative embodiment, a spray head can be mounted at the entrance of brush box 106. Techniques for using spray heads and jets are well known in the art.
【0039】 ブラシボックス105はまた、ブラシ221と212との間で洗浄されるウエ
ハに対してローラ230等のローラを位置決めする、ローラ位置決めアセンブリ
220を格納している。一実施例においては、ブラシ211および212は各々
、プラスチックコアとパッド材料で覆われたPVA部とを備える。ローラ位置決
めアセンブリ220の実施例については、以下で詳細に述べる。The brush box 105 also houses a roller positioning assembly 220 that positions a roller, such as the roller 230, with respect to the wafer to be cleaned between the brushes 221 and 212. In one embodiment, brushes 211 and 212 each include a plastic core and a PVA section covered with a pad material. Examples of the roller positioning assembly 220 are described in detail below.
【0040】 図2に示されているように、チャンバ底部の排気およびドレインを除いて、貫
通部はない。チャンバを貫通する貫通部は、両側にある。側面からだけの貫通部
を有することにより、必要とされる封止は減り、漏れの可能性が減る。これは、
高酸性化学物質を使用するシステムに特に好適なものとなる。As shown in FIG. 2, there is no penetration except for the exhaust and drain at the bottom of the chamber. Penetrations through the chamber are on both sides. By having a penetration only from the side, less sealing is required and the possibility of leakage is reduced. this is,
It is particularly suitable for systems using highly acidic chemicals.
【0041】[0041]
図3Aおよび図3Bは、それぞれブラシアセンブリ510の上部ブラシアセン
ブリおよび下部ブラシアセンブリの斜視図を示している。図4Aと図4Dは、そ
れぞれ上部および下部ブラシアセンブリの上面図と、上部および下部ブラシアセ
ンブリの断面図とを示している。実際のブラシアセンブリ自体(駆動機構を除い
て)は、本技術で周知であることに留意されたい。図3Aおよび図3B,それに
図4Aと図4Dは、ブラシについて示しているが、本アセンブリを、バフ研磨や
スクラブや他の処理のためのパッド用に構成することもできる。各ブラシには、
ウエハの洗浄を容易にする多数の突起(図示せず)が含まれている。一実施例に
おいては、ブラシのコアに流体を供給して、ブラシ表面からブラシの外側に放出
させるように、上部および下部ブラシを構成する。係るブラシおよび流体供給シ
ステムについては、ここでは詳細に述べない。例示としてのブラシに関する説明
およびブラシを介して流体を供給するシステムに関するより詳しい情報について
は、本発明の法人譲渡人に譲渡済みの1995年10月13日出願の米国特許出
願番号08/542,531号『ブラシを介して化学物質を供給するための方法
および装置(Method and Apparatus for Chemical Delivery Through the
Brush)』を参照のこと。3A and 3B show perspective views of the upper and lower brush assemblies of brush assembly 510, respectively. 4A and 4D show a top view of the upper and lower brush assemblies, respectively, and a cross-sectional view of the upper and lower brush assemblies. Note that the actual brush assembly itself (except for the drive mechanism) is well known in the art. Although FIGS. 3A and 3B, and FIGS. 4A and 4D, show a brush, the assembly may be configured for pads for buffing, scrubbing, or other processing. Each brush has
A number of protrusions (not shown) are included to facilitate cleaning of the wafer. In one embodiment, the upper and lower brushes are configured to supply a fluid to the brush core and discharge it from the brush surface to the outside of the brush. Such brushes and fluid supply systems will not be described in detail here. For a description of exemplary brushes and more information on systems for delivering fluids through brushes, see US Patent Application Serial No. 08 / 542,531, filed October 13, 1995, assigned to the assignee of the present invention. No. "Method and apparatus for supplying chemicals through a brush (Method and Apparatus for Chemical Delivery Through the
Brush)].
【0042】 図3Aおよび図3B,それに図4Aと図4Dにおいては、各ブラシコアを、パ
ッドローラアセンブリ又はウエハをバフ研磨するのに適した別の材料に交換する
こともできる。この要領で、各ブラシアセンブリを、一以上の目標とするウエハ
をバフ研磨するバフ研磨アセンブリとして構成することもできる。この場合では
、ブラシのように、バフ研磨パッドローラアセンブリを、パッド表面を介して流
体をそのコアからパッドの外側に分配するように設計する。In FIGS. 3A and 3B, and FIGS. 4A and 4D, each brush core can be replaced with another material suitable for buffing the pad roller assembly or wafer. In this manner, each brush assembly may be configured as a buff polishing assembly for buffing one or more target wafers. In this case, like a brush, the buffing pad roller assembly is designed to distribute fluid from its core to the outside of the pad through the pad surface.
【0043】 ブラシに使用される材料は、PVA又はポリウレタンタイプの材料を備える。
上部ブラシ又は底部ブラシは、同じ材料でも違う材料でもよい。代替の実施例に
おいては、材料は、PVA又はポリウレタンタイプの材料を上部の研磨パッドに
組み合わせたものを備える。ブラシの形状は、円筒形とすることもできるし、こ
のような場合には平面PVAブラシとすることもできる。もう一つの実施例にお
いては、平面PVAブラシを、ソフト研磨パッドで覆うこともできる。The material used for the brush comprises a PVA or polyurethane type material.
The top brush or the bottom brush can be the same or different materials. In an alternative embodiment, the material comprises a combination of a PVA or polyurethane type material to the upper polishing pad. The shape of the brush can be cylindrical or in such a case a planar PVA brush. In another embodiment, the planar PVA brush can be covered with a soft polishing pad.
【0044】 バフ研磨ステーションのもう一つの実施例においては、実質的に平面、もしく
は板状の回転パッドを備えるパッドアセンブリを使用して、平面キャリヤ上に置
かれたウエハをバフ研磨するために使用することもできる。いくつかのバフ研磨
作業と対応したより大きな圧力のために、この構成を用いることもできる。一実
施例においては、係るパッドアセンブリは、subaIV又は他の研磨パッドを備
えることができる。平面パッドを使用する際には、下部ブラシはなくても良い。
この場合には、ウエハは、やはり回転させておく必要がある。しかしながら、こ
の構成においては、一時にウエハの片面だけが処理される。In another embodiment of a buffing station, a pad assembly comprising a substantially planar or plate-like rotating pad is used to buff a wafer placed on a planar carrier. You can also. This configuration can also be used for higher pressures corresponding to some buffing operations. In one embodiment, such a pad assembly can include a suba IV or other polishing pad. When using a flat pad, there is no need for the lower brush.
In this case, the wafer must still be rotated. However, in this configuration, only one side of the wafer is processed at a time.
【0045】 一実施例においては、別の技術の材料を選択することにより、本発明で、ブラ
シとウエハの間に発生する接触領域を制御する。ブラシコアの位置と材料の圧縮
性により、適応される接触領域と圧力とを決定する。従って、同一のブラシコア
と共に特定の圧縮性を有するブラシ又はパッドを選択することにより、接触領域
を変更できる。In one embodiment, the present invention controls the contact area that occurs between the brush and the wafer by selecting a different technology material. The location of the brush core and the compressibility of the material determine the applied contact area and pressure. Thus, by selecting a brush or pad having a particular compressibility with the same brush core, the contact area can be changed.
【0046】 図3A、図4Aおよび図4Cには、上部ブラシの一実施例が示されている。回
転アーム301および302は、上部ブラシリフト駆動装置(ブラシボックス各
側面上に一つ)に連結されて、これに応じて、上部ブラシアセンブリ300を旋
回させてウエハに近づけたり離したりする。上部ブラシコア301を回転させる
旋回軸点は、駆動軸310の回転軸の中心に位置決めされている。ウエハに対す
る旋回量が、ウエハに加える圧力量に影響を及ぼすが、これは、洗浄工程の要求
に基づくデザイン選択である。この旋回運動は、ブラシボックスに内在すること
に留意されたい。旋回作業の間、下部ブラシアセンブリ350は、固定されてい
る(ブラシボックスおよび格納壁に取り付けられているため)。FIGS. 3A, 4A and 4C show one embodiment of the upper brush. The rotating arms 301 and 302 are connected to an upper brush lift drive (one on each side of the brush box) and, in response, pivot the upper brush assembly 300 toward and away from the wafer. The pivot point for rotating the upper brush core 301 is positioned at the center of the rotation axis of the drive shaft 310. The amount of rotation relative to the wafer affects the amount of pressure applied to the wafer, which is a design choice based on the requirements of the cleaning process. Note that this pivoting movement is inherent in the brush box. During the turning operation, the lower brush assembly 350 is stationary (because it is attached to the brush box and the storage wall).
【0047】 回転アーム331は、六角軸304等の六角軸とリンク305とを介して上部
ブラシコア301に連結されている。回転アーム302は、リンク306を介し
て上部ブラシコア301に連結されている。駆動軸310の回転が上部ブラシを
旋回させないように、回転アーム302は駆動軸周囲を同軸回転する。図示され
ているように、回転アーム302は、それ自体回転可能な駆動軸フィードスルー
370に連結されている。一実施例においては、各リフト駆動装置は、ステッパ
モータ(本発明を不明確にするのを避けるため図示せず)を備え、回転アーム3
31および302の端部を押し上げることにより動作する。これにより、洗浄処
理の間、上部ブラシコア301をウエハの上面下方に向かって旋回させる。各駆
動装置が引き下げられる際に、回転アーム331および302は、上部ブラシコ
ア301を旋回させてウエハから離す。代替の実施例においては、リフトレバー
を使用して上部ブラシコア301をウエハ表面に近づけたり離したりする。また
、回転アームの上にステッパモータを連結することにより、反対方向に働く制御
を除いて、上部ブラシアセンブリ300の旋回を行うことができる。The rotating arm 331 is connected to the upper brush core 301 via a hexagonal axis such as a hexagonal axis 304 and a link 305. The rotating arm 302 is connected to the upper brush core 301 via a link 306. The rotating arm 302 rotates coaxially around the drive shaft so that rotation of the drive shaft 310 does not rotate the upper brush. As shown, the rotating arm 302 is connected to a drive shaft feedthrough 370 that is itself rotatable. In one embodiment, each lift drive includes a stepper motor (not shown to avoid obscuring the invention) and includes a rotating arm 3.
It operates by pushing up the ends of 31 and 302. Thus, during the cleaning process, the upper brush core 301 is swung downwardly on the upper surface of the wafer. As each drive is lowered, the rotating arms 331 and 302 pivot the upper brush core 301 away from the wafer. In an alternative embodiment, a lift lever is used to move upper brush core 301 closer to or away from the wafer surface. Also, by coupling the stepper motor on the rotating arm, the upper brush assembly 300 can be swiveled, except for the control acting in the opposite direction.
【0048】 ブラシコア301をウエハに適用するブラシ位置決め装置を制御して、各種圧
力でブラシコア301をウエハに適用することもできる。言い換えれば、ブラシ
を物理的に連結するので、先行技術の運動に基づく荷重とは違って、ブラシは物
理的に動かされる(押し下げられる)。ステッパモータからの大きな力で回転ア
ーム331と302とを押し上げることにより、ブラシコア301を、増大した
圧力でウエハに適用する。圧力が増大するのは、機械的な比率によるものである
。図5は、先行技術のシステムでブラシコアを位置決めする時と本発明のシステ
ムでブラシコアを位置決めする時との、ステッパモータを使用して8インチウエ
ハにブラシコアを適用する圧力を示すグラフである。本発明のきめ細かな工程に
より、先行技術よりも大きなブラシ運動を生み出すことができる。図示されてい
るように、加えられる圧力量は、先行技術に比べて4倍から5倍も大きい。本発
明により加えられる増大した圧力により、スクラブ中に埋没した粒子を除去する
ことができる。圧力が増大することに加えて、HFベースの処理を用いることに
より、全体的により良好な洗浄処理ができる。The brush core 301 can be applied to the wafer by controlling the brush positioning device that applies the brush core 301 to the wafer at various pressures. In other words, because the brushes are physically connected, the brushes are physically moved (depressed), unlike prior art motion based loads. By pushing up the rotating arms 331 and 302 with a large force from the stepper motor, the brush core 301 is applied to the wafer with increased pressure. The increase in pressure is due to a mechanical ratio. FIG. 5 is a graph illustrating the pressure to apply a brush core to an 8-inch wafer using a stepper motor when positioning the brush core with the prior art system and when positioning the brush core with the system of the present invention. The finer steps of the present invention can produce greater brush motion than in the prior art. As shown, the amount of pressure applied is four to five times greater than in the prior art. The increased pressure applied by the present invention can remove particles buried in the scrub. In addition to the increased pressure, the use of an HF-based process results in an overall better cleaning process.
【0049】 ブラシアセンブリをスクラブ(洗浄)に用いる場合には、ウエハ又は表面の一
部をバフ研磨するよう構成することもできる。さらに、本発明を、基板の片面の
みをバフ研磨するよう適合させることもできる。しかしながら、先行技術と異な
り、本発明は、基板両面のバフ研磨が同時に行える。When the brush assembly is used for scrubbing (cleaning), the wafer or a part of the surface may be buffed. Further, the present invention can be adapted to buff only one side of the substrate. However, unlike the prior art, the present invention can simultaneously buff both sides of the substrate.
【0050】 このように、本発明のブラシアセンブリは、バフ研磨システムに適した圧力が
提供できる。従って、本発明により、格納内の第一の組のブラシボックス(一以
上)をバフ研磨に使用し、後のブラシボックス(一以上)をウエハのスクラブに
使用する、両面バフ研磨/洗浄システムとなる処理システムが提供できる。Thus, the brush assembly of the present invention can provide a pressure suitable for a buffing system. Thus, in accordance with the present invention, a double-sided buffing / cleaning system, wherein a first set of brush boxes (one or more) in a storage is used for buffing and a subsequent brush box (one or more) is used for wafer scrubbing. Processing system can be provided.
【0051】 図3Cは、回転アーム331および302のうちの一つと、回転アーム下で動
作するために位置決めされたステッパ駆動装置に連結するための連結器320と
を示している。連結器320が最上位置にある時、ブラシコア301をウエハに
あてて、反対に最下位置にある時には、ブラシコア301はウエハから旋回して
離れる。ステッパモータが回転アームの上に位置する場合には、連結器320の
運動は逆転して同じブラシコアの運動が得られる。FIG. 3C shows one of the rotating arms 331 and 302 and a coupler 320 for coupling to a stepper drive positioned to operate under the rotating arm. When the coupler 320 is at the uppermost position, the brush core 301 is applied to the wafer, and when it is at the lowermost position, the brush core 301 pivots away from the wafer. When the stepper motor is located on the rotating arm, the movement of the coupler 320 is reversed to obtain the same brush core movement.
【0052】 貫通ブッシュ303の組を使用して、ブラシコンテナ113に対する軸フィー
ドスルー370および372と上部ブラシアセンブリ300との位置を維持し、
かつ、ブラシボックス側面に対する上部ブラシアセンブリを固定する。この要領
で、貫通ブッシュ303を、ブラシボックスおよびブラシコンテナ113に対す
る上部ブラシアセンブリ300の連結の一部として使用する。また、安定性を追
加するために、ブラシボックスへの支持ユニットを使用することもできる。即ち
、支持ユニットより大きな負荷とより速い速度とを支持しなければならない。A set of through bushes 303 is used to maintain the position of the shaft feedthroughs 370 and 372 and the upper brush assembly 300 relative to the brush container 113,
And, fix the upper brush assembly to the side of the brush box. In this manner, the through bushing 303 is used as part of the connection of the upper brush assembly 300 to the brush box and brush container 113. Also, a support unit for the brush box can be used to add stability. That is, it must support a higher load and a higher speed than the support unit.
【0053】 貫通ブッシュ303はまた、ブラシボックスの内部キャビティとブラシボック
ス格納装置の外部との間の封止にもなる。貫通ブッシュの使用は、本技術で周知
である。一実施例においては、貫通ブッシュは、ロードアイランド州イーストプ
ロビンス、IGUS社製造のT―500により作製される。The through bush 303 also provides a seal between the internal cavity of the brush box and the outside of the brush box housing. The use of through bushes is well known in the art. In one embodiment, the through bush is made from T-500 manufactured by IGUS, East Province, RI.
【0054】 独立したリンク305および306を使用して、駆動部とブラシアセンブリ3
00の回転アームとをそのブラシコア301に連結する。Using independent links 305 and 306, the drive and brush assembly 3
00 is connected to the brush core 301.
【0055】 可撓性連結器309を使用して、上部ブラシコア301を駆動して回転させる
モータ(図示せず)に駆動軸310を連結する。一実施例においては、ステンレ
ス鋼(又は他の耐酸性材料)軸レジューサを介して、可撓性連結器309を駆動
軸310に連結する。The drive shaft 310 is connected to a motor (not shown) that drives and rotates the upper brush core 301 using the flexible connector 309. In one embodiment, the flexible coupler 309 is coupled to the drive shaft 310 via a stainless steel (or other acid resistant material) shaft reducer.
【0056】 モータが駆動軸310に供給する回転運動を、一組のギアを介してブラシコア
301に供給する。(上部ブラシアセンブリ300と下部ブラシアセンブリの両
方に対する軸フィードスルーにより、駆動軸の駆動モータの作動に応じて、駆動
軸310および360を自由に回転させることに留意されたい。)遊び歯車31
2を、駆動軸310に連結する。駆動ギア311をブッシュコア01に連結する
。遊び歯車312と駆動ギア311は、それらの歯を介して互いに接触している
。駆動軸310を回転する時に、遊び歯車312が回転する。次に、遊び歯車3
12の回転運動は、本技術で周知の方法で駆動ギア311に移送される。ギアの
サイズは、デザイン選択であることに留意されたい。一実施例においては、遊び
歯車312と駆動ギア311は各々、歯が66個、ピッチが24、直径が2.7
5インチである。The rotational motion that the motor supplies to the drive shaft 310 is supplied to the brush core 301 via a set of gears. (Note that the shaft feedthrough for both the upper brush assembly 300 and the lower brush assembly allows the drive shafts 310 and 360 to rotate freely in response to actuation of the drive shaft drive motor.)
2 is connected to the drive shaft 310. The drive gear 311 is connected to the bush core 01. The idle gear 312 and the drive gear 311 are in contact with each other via their teeth. When rotating the drive shaft 310, the idle gear 312 rotates. Next, idle gear 3
Twelve rotational movements are transferred to drive gear 311 in a manner well known in the art. Note that gear size is a design choice. In one embodiment, idler gear 312 and drive gear 311 each have 66 teeth, a pitch of 24, and a diameter of 2.7.
5 inches.
【0057】 互いに対する遊び車と駆動ギアとのサイズは、変更できる。それらの率の変更
は、異なる速度差を与えるのに有益である。係る速度差は、スピンローラを用い
て縁部を洗浄ために重要である。また、ギアで上部ブラシアセンブリ300を駆
動することが示されているが、ギアをベルトに取り換えることもできる。The size of the idler and the drive gear relative to each other can vary. Changing these rates is beneficial to give different speed differences. Such a speed difference is important for cleaning the edge using a spin roller. Also, while driving the upper brush assembly 300 with a gear is shown, the gear can be replaced with a belt.
【0058】 一実施例においては、ギアガードを使用してギアを覆って、洗浄処理からの粒
子が侵入しないようにして、かつ、ギアから生じる粒子がウエハを汚さないよう
にする。In one embodiment, a gear guard is used to cover the gear to keep out particles from the cleaning process and to prevent particles from the gear from fouling the wafer.
【0059】 反応ピン307を、ブッシュコア301の一端部近くの反応コア308に連結
する。本発明は、ブラシコア301を簡単に離脱させる反応ピン307と反応コ
ア308とを提供する。この要領で、保守や修理のためにブラシコア301を取
り外すことができる。反応ピン307を下方に、図3A中の位置から左に移動す
る際に、一部がブラシコア301内部に位置決めされている反応コア308をブ
ラシコア301の外側へ引き出す。ブラシコア301から反応コア308が引き
出された量により、ブラシコア301をリンク305から外すことができる。係
る移動は、ブラシコア301のもう一方の端部をリンク306から離すので、こ
の移動はブラシコア301内部に部分的に及ぶ。一度この位置になると、ブラシ
コア301を、ブラシボックスから抜くことができる。The reaction pin 307 is connected to the reaction core 308 near one end of the bush core 301. The present invention provides a reaction pin 307 and a reaction core 308 for easily detaching the brush core 301. In this manner, the brush core 301 can be removed for maintenance or repair. When the reaction pin 307 is moved downward from the position in FIG. 3A to the left, the reaction core 308 partially positioned inside the brush core 301 is pulled out of the brush core 301. The brush core 301 can be detached from the link 305 by the amount by which the reaction core 308 is pulled out from the brush core 301. Such a movement separates the other end of the brush core 301 from the link 306, so that the movement partially extends into the brush core 301. Once in this position, the brush core 301 can be removed from the brush box.
【0060】 図3B、図4Bおよび図4Dに戻って参照すると、下部ブラシアセンブリ35
0が上部ブラシアセンブリ300と同じであるのは、下部ブラシアセンブリ35
0がブラシコア351と貫通ブッシュ353とを含み、下部ブラシアセンブリ3
50をブラシボックスとブラシコンテナ113とに固定している点である。可撓
性連結器359を、駆動軸360に連結する。可撓性連結器359は、駆動モー
タを駆動軸360に連結して、下部ブラシコア351を駆動する。Referring back to FIGS. 3B, 4B and 4D, the lower brush assembly 35
0 is the same as the upper brush assembly 300 because the lower brush assembly 35
0 includes a brush core 351 and a through bush 353, and the lower brush assembly 3
50 is fixed to the brush box and the brush container 113. A flexible coupler 359 is coupled to the drive shaft 360. The flexible coupler 359 connects the driving motor to the driving shaft 360 to drive the lower brush core 351.
【0061】 下部ブラシアセンブリ350はまた、反応ピン357を含んでおり、これは、
ブラシコア351内部に位置決めされている反応コア358を抜くことにより、
反応ピン307と同様に動作する。これにより、ブラシコア351をブラシボッ
クスから取り外すことができる。The lower brush assembly 350 also includes a reaction pin 357, which
By removing the reaction core 358 positioned inside the brush core 351,
It operates similarly to the reaction pin 307. Thus, the brush core 351 can be removed from the brush box.
【0062】 下部ブラシアセンブリ350を可撓性連結器359を介してモータにより直接
駆動するが、代替の実施例においては、下部ブラシ350を、ギアの使用を介し
て上部ブラシ300を駆動する同じモータにより駆動することもできることに留
意されたい。一実施例においては、四つのギアを使用して、上部ブラシコアを駆
動する同じモータで下部ブラシコアを駆動する。係る一実施例においては、ブラ
シコアに連結された駆動ギアを、遊び歯車312および/又は駆動軸310によ
り駆動することもある。ただ一つのモータを使用して、ブラシボックスに対する
貫通の数を減らす。このことは、上述の強酸性洗浄処理では有利である。The lower brush assembly 350 is driven directly by a motor via a flexible coupler 359, but in an alternative embodiment, the lower brush 350 is driven by the same motor driving the upper brush 300 through the use of gears. Note that it can also be driven by In one embodiment, four gears are used to drive the lower brush core with the same motor driving the upper brush core. In such an embodiment, a drive gear connected to the brush core may be driven by idler gear 312 and / or drive shaft 310. Use only one motor to reduce the number of penetrations to the brush box. This is advantageous in the strongly acidic cleaning process described above.
【0063】 前述の説明を読み終えた後、本発明についての多くの代替および変更が、当業
者に対して明らかになることは疑いないであろう。図により示され説明された各
種の実施例が、限定を意図するものでないことが理解されるはずである。従って
、各種実施例の詳細に対する参照は、本発明に不可欠と考えられる特徴のみを引
用する請求の範囲を限定するものではない。After reading the foregoing description, many alternatives and modifications to the present invention will no doubt become apparent to those skilled in the art. It should be understood that the various embodiments shown and described by way of illustration are not intended to be limiting. Accordingly, references to details of various embodiments are not intended to limit the scope of the claims, which recite only those features deemed essential to the invention.
【0064】 以上、スクラブ/バフ研磨アセンブリ装置について説明した。Thus, a scrub / buff polishing assembly apparatus has been described.
【図1】 スクラバシステムを例示的に示した説明図である。FIG. 1 is an explanatory view exemplarily showing a scrubber system.
【図2】 ブラシボックスおよびブラシボックス格納装置の一部に関する実施例について
の側面図である。FIG. 2 is a side view of an embodiment of the brush box and a part of the brush box storage device.
【図3A】 本発明の上部ブラシアセンブリの実施例の斜視図である。FIG. 3A is a perspective view of an embodiment of the upper brush assembly of the present invention.
【図3B】 本発明の下部ブラシアセンブリの実施例の斜視図である。FIG. 3B is a perspective view of an embodiment of the lower brush assembly of the present invention.
【図3C】 回転アームと駆動装置へのアタッチメント用の連結の実施例を示す説明図であ
る。FIG. 3C is an illustration showing an embodiment of the connection for attachment to a rotating arm and a drive.
【図4】 上部および下部ブラシアセンブリの実施例の上面図と、上部および下部ブラシ
アセンブリの実施例の断面図である。FIG. 4 is a top view of an example of an upper and lower brush assembly and a cross-sectional view of an example of an upper and lower brush assembly.
【図5】 ブラシをウエハに適用する圧力を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the pressure at which a brush is applied to a wafer.
101〜104…ウエハ 105〜106…ブラシボックス 110…ロードステーション 111…インレット 113…ブラシコンテナ 113…ベースコンテナ 115〜117…搬送ベルト 120…ステーション 121…パッド 121…ブラシ 130…ステーション 131…ブラシ 140…スピンアンドドライステーション 150…アウトプットステーション 160…オペレータディスプレイ用ビデオカード 170…制御システムハウジング 171…ホストケージ 172…ホストボード 180,181…カセット 190…ローラ 191…ステッパモータ 193…DCモータ 201…インナーチャンバドレイン 202…アウターチャンバドレイン 203…排気パイプ 205…スプレーヘッド 210…ブラシアセンブリ 211…ブラシ 213…ブラシ旋回軸点 214…ブラシ駆動機構 220…アセンブリ 221…ブラシ 230…ローラ 300…ブラシアセンブリ 301…ブラシコア 302…回転アーム 303…貫通ブッシュ 304…六角軸 305,306…リンク 307…反応ピン 308…反応コア 309…可撓性連結器 310…駆動軸 311…駆動ギア 312…歯車 320…連結器 331…回転アーム 350…下部ブラシ 351…ブラシコア 353…貫通ブッシュ 357…反応ピン 358…反応コア 359…可撓性連結器 360…駆動軸 370…駆動軸フィードスルー 370…軸フィードスルー 510…ブラシアセンブリ 101 to 104 wafer 101 to 106 brush box 110 load station 111 inlet 113 brush container 113 base container 115 to 117 transport belt 120 station 121 pad 121 brush 130 station 131 brush 140 spin And Dry Station 150 ... Output Station 160 ... Video Card for Operator Display 170 ... Control System Housing 171 ... Host Cage 172 ... Host Board 180,181 ... Cassette 190 ... Roller 191 ... Stepper Motor 193 ... DC Motor 201 ... Inner Chamber Drain 202 ... Outer chamber drain 203 ... Exhaust pipe 205 ... Spray head 210 ... Brush assembly 211 ... B 213: brush pivot point 214: brush drive mechanism 220: assembly 221: brush 230: roller 300: brush assembly 301: brush core 302: rotating arm 303: through bush 304: hexagonal shaft 305, 306: link 307: reaction pin 308 ... reaction core 309 ... flexible connector 310 ... drive shaft 311 ... drive gear 312 ... gear 320 ... connector 331 ... rotary arm 350 ... lower brush 351 ... brush core 353 ... through bush 357 ... reaction pin 358 ... reaction core 359 ... Flexible coupler 360 ... Drive shaft 370 ... Drive shaft feedthrough 370 ... Shaft feedthrough 510 ... Brush assembly
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デラリオス・ジョン・エム. アメリカ合衆国 カリフォルニア州94303 パロ・アルト,ロマ・ヴェルデ,941 (72)発明者 ジャン・シオウフア アメリカ合衆国 カリフォルニア州95133 サン・ホセ,マリー・キャロライン・コ ート,2970 (72)発明者 ゴッケル・トーマス・アール. アメリカ合衆国 カリフォルニア州95355 モデスト,バールウッド・ドライブ, 2513 Fターム(参考) 3B116 AA03 AB01 AB34 BA02 BA14 BB21 CC01 CC03 3C058 AA06 AA07 CB10 DA12 DA18──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Delarios John M. United States 94303 California Palo Alto, Roma Verde, 941 (72) Inventor Jean Shiouhua United States 95133, California San Jose, Marie Caroline Coat, 2970 (72) Inventor Gockel Thomas Earl. United States 95355 California Modest, Burwood Drive, 2513 F-term (reference) 3B116 AA03 AB01 AB34 BA02 BA14 BB21 CC01 CC03 3C058 AA06 AA07 CB10 DA12 DA18
Claims (20)
備える請求項1記載のシステム。2. The system of claim 1, wherein said scrub station comprises a brush scrubber station.
フ研磨するステーションである請求項1記載のシステム。3. The system of claim 1, wherein said buffing station is a station for simultaneously buffing opposing surfaces of a wafer.
ンであり、 前記スクラブステーションは、前記バフ研磨ステーションが前記ウエハのバフ
研磨を完了した後に、該ウエハの対向する面を同時にブラシスクラブするステー
ションであるシステム。4. The system of claim 1, wherein said buffing station is a station for buffing both sides of a wafer simultaneously, and said scrubbing station is said buffing station has completed buffing said wafer. And a brush scrubbing station on the opposite side of the wafer simultaneously.
ョンとなっている請求項1記載のシステム。5. The system of claim 1, wherein said buffing station is another scrub station.
テーションを備えている請求項5記載のシステム。6. The system of claim 5, wherein said another scrub station comprises a brush scrub station.
磨エレメントを少なくとも一つ備え、 前記スクラブステーションは、第二のアセンブリにより位置決めされるスクラ
ブエレメントを少なくとも一つ備えており、 前記第一のアセンブリと前記第二のアセンブリは、実質的に同一部分を有して
いるシステム。7. The system of claim 1, wherein the buffing station comprises at least one buffing element positioned by a first assembly, and the scrub station is positioned by a second assembly. A system comprising at least one scrub element, wherein the first assembly and the second assembly have substantially identical portions.
し4psiの範囲の圧力でウエハ表面に押圧するように、前記第一のアセンブリ
によって位置決めされている請求項7記載のシステム。8. The system of claim 7, wherein at least one of said buff polishing elements is positioned by said first assembly to press against a wafer surface at a pressure in a range of approximately 0.1 to 4 psi.
分あたり略40ないし120フィートで回転させるウエハ位置決めアセンブリを
備えている請求項7記載のシステム。9. The system of claim 7, wherein said buffing station comprises a wafer positioning assembly for rotating said buffing element at approximately 40 to 120 feet per minute.
いし120フィートで回転させながら、前記バフ研磨エレメントの少なくとも1
つを、略0.1ないし4psiの範囲の圧力でウエハ表面に押しつけるステーシ
ョンであるシステム。10. The system of claim 1, wherein the buffing station rotates at least one of the buffing elements while rotating the buffing element at approximately 40 to 120 feet per minute.
One is a station that presses one against a wafer surface at a pressure in the range of approximately 0.1 to 4 psi.
ハをブラシスクラブする方法。11. A method for processing a semiconductor wafer, comprising: buffing a wafer at a first station of the system; transferring the wafer to a second station of the system after buffing; And scrubbing said wafer in a second station following said station.
の面を同時にバフ研磨を行う請求項11記載の方法。12. The method of claim 11, wherein the step of buffing the wafer includes simultaneously buffing a plurality of surfaces of the wafer.
請求項12記載の方法。13. The method of claim 12, wherein the plurality of surfaces of the wafer are opposing sides of the wafer.
ントが、略0.1ないし4psiの範囲の圧力でウエハ表面に押しつけられる請
求項11記載の方法。14. The method of claim 11, wherein in the step of buffing the wafer, the buffing element is pressed against the wafer surface at a pressure in the range of approximately 0.1 to 4 psi.
けながら、毎分あたり略40ないし120フィートの範囲内の速度でバフ研磨エ
レメントを回転させる請求項14記載の方法。15. The method of claim 14, wherein in the polishing step, the buff polishing element is rotated at a speed within a range of approximately 40 to 120 feet per minute while pressing the buff polishing element.
方法。16. The method of claim 14, wherein said pressure comprises a downward pressure.
バフ研磨するのに十分な圧力の第2の組とを含んだ複数の圧力を、処理エレメン
トを介して該半導体ウエハに適用可能なアセンブリを備えているシステムの改良
。17. An improvement to a system for processing a semiconductor wafer, the method comprising: a first set of pressures sufficient to scrub the semiconductor wafer; and a first set of pressures sufficient to buff the semiconductor wafer. An improvement in a system comprising an assembly that can apply a plurality of pressures, including two sets, to the semiconductor wafer via a processing element.
改良。18. The improvement of claim 17, wherein the processing element comprises a pad.
改良。19. The improvement of claim 17, wherein the processing element comprises a brush.
を前記ウエハに対して位置決めして、前記第1のパッドおよび前記第2のパッド
で該ウエハの2つの面を同時にバフ研磨するパッド位置決めアセンブリと を備えるシステム。20. A system for buffing a semiconductor wafer, comprising: a container; a first pad coupled to the container for buffing a first side of the wafer; and a buffing second side of the wafer. A second pad to be connected to the container and the second pad, thereby positioning the second pad with respect to the wafer, and positioning the second pad with the first pad and the second pad. A pad positioning assembly for buffing two surfaces of the wafer simultaneously.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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